看了線程和線程池的對比,才知道池化技術到底有多牛
情商高的人是能洞察并照顧到身邊所有人的情緒,而好的文章應該是讓所有人都能看懂。
尼采曾經說過:人們無法理解他沒有經歷過的事情。因此我會試著把技術文章寫的盡量具象化一些,力求讓所有人都能看懂,所以在正式開始之前,我們先從兩個生活事例說起。
生活案例 1
早些年間,某寶雙“11”突然爆火,然后無數(shù)個男男女女瘋狂“剁手”,然而最痛苦的并不是“剁手”之后吃“灰”的日子,而是漫長而又揪心的等待快遞小哥的日子。
為了緩解彼此的“痛苦”(快遞公司的電話被打爆,用戶等得不耐煩),快遞公司后面就變“聰明”了,每當購物節(jié)將要來臨之前,快遞公司會預先準備好充足的人和車,以迎接撲面而來的訂單。
至此,當我們再遇到各種購物節(jié),就再也不用每天盯著手機煎熬的等待快遞小哥了。
生活案例 2
小美是一家公司的 HR,每年年初是小美最頭疼的日子了。因為年初有大量的員工離職,因此小美需要一邊辦理離職員工的手續(xù),一邊瘋狂的招人,除了這些工作之外,小美還要忍受來自各部門和大 BOSS 的間歇性催促,這些都讓小美痛苦不已。
于是為了應對每年年初的這種囧境,小美也變聰明了,她每年年末的時候都會預先招聘一些員工,以備來年的不時之需。
自從用了這招之后(提前招人),小美從此過上了幸福的生活。
概念
池化技術指的是提前準備一些資源,在需要時可以重復使用這些預先準備的資源。
也就是說池化技術有兩個優(yōu)點:
提前創(chuàng)建;
重復利用。
池化技術優(yōu)點分析
以 Java 中的對象創(chuàng)建來說,在對象創(chuàng)建時要經歷以下步驟:
根據 new 標識符后面的參數(shù),在常量池查找類的符號引用;
如果沒找到符號應用(類并未加載),進行類的加載、解析、初始化等;
虛擬機為對象在堆中分配內存,并將分配的內存初始化為 0,針對對象頭,建立相應的描述結構(耗時操作:需要查找堆中的空閑區(qū)域,修改內存分配狀態(tài)等);
調用對象的初始化方法(耗時操作:用戶的復雜的邏輯驗證等操作,如IO、數(shù)值計算是否符合規(guī)定等)。
從上述的流程中可以看出,創(chuàng)建一個類需要經歷復雜且耗時的操作,因此我們應該盡量復用已有的類,以確保程序的高效運行,當然如果能夠提前創(chuàng)建這些類就再好不過了,而這些功能都可以用池化技術來實現(xiàn)。
池化技術常見應用
常見的池化技術的使用有:線程池、內存池、數(shù)據庫連接池、HttpClient 連接池等,下面分別來看。
1.線程池
線程池的原理很簡單,類似于操作系統(tǒng)中的緩沖區(qū)的概念。線程池中會先啟動若干數(shù)量的線程,這些線程都處于睡眠狀態(tài)。當客戶端有一個新的請求時,就會喚醒線程池中的某一個睡眠的線程,讓它來處理客戶端的這個請求,當處理完這個請求之后,線程又處于睡眠的狀態(tài)。
線程池能很高地提升程序的性能。比如有一個省級數(shù)據大集中的銀行網絡中心,高峰期每秒的客戶端請求并發(fā)數(shù)超過100,如果為每個客戶端請求創(chuàng)建一個新的線程的話,那耗費的 CPU 時間和內存都是十分驚人的,如果采用一個擁有 200 個線程的線程池,那將會節(jié)約大量的系統(tǒng)資源,使得更多的 CPU 時間和內存用來處理實際的商業(yè)應用,而不是頻繁的線程創(chuàng)建和銷毀。
<img src="http://editerupload.eepw.com.cn/202007/0b32d9c1148744409e9623b34f69c2c3.數(shù)據庫連接池數(shù)據庫連接池的基本思想是在系統(tǒng)初始化的時候將數(shù)據庫連接作為對象存儲在內存中,當用戶需要訪問數(shù)據庫的時候,并非建立一個新的連接,而是從連接池中取出一個已建立的空閑連接對象。在使用完畢后,用戶也不是將連接關閉,而是將連接放回到連接池中,以供下一個請求訪問使用,而這些連接的建立、斷開都是由連接池自身來管理的。
同時,還可以設置連接池的參數(shù)來控制連接池中的初始連接數(shù)、連接的上下限數(shù)和每個連接的最大使用次數(shù)、最大空閑時間等。當然,也可以通過連接池自身的管理機制來監(jiān)視連接的數(shù)量、使用情況等。
4.HttpClient 連接池
HttpClient 我們經常用來進行 HTTP 服務訪問。我們的項目中會有一個獲取任務執(zhí)行狀態(tài)的功能使用 HttpClient,一秒鐘請求一次,經常會出現(xiàn) Conection Reset 異常。經過分析發(fā)現(xiàn),問題是出在 HttpClient 的每次請求都會新建一個連接,當創(chuàng)建連接的頻率比關閉連接的頻率大的時候,就會導致系統(tǒng)中產生大量處于 TIME_CLOSED 狀態(tài)的連接,這個時候使用連接池復用連接就能解決這個問題。
實戰(zhàn):線程 VS 線程池
本文我們使用之前文章介紹的統(tǒng)計方法《6種快速統(tǒng)計代碼執(zhí)行時間的方法,真香!(史上最全)》,來測試一下線程和線程池執(zhí)行的時間差距有多大,測試代碼如下:
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 線程池 vs 線程 性能對比 */public class ThreadPoolPerformance {// 最大執(zhí)行次數(shù) public static final int maxCount = 1000; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 線程測試代碼 ThreadPerformanceTest(); // 線程池測試代碼 ThreadPoolPerformanceTest(); } /** * 線程池性能測試 */ private static void ThreadPoolPerformanceTest() throws InterruptedException { // 開始時間 long stime = System.currentTimeMillis(); // 業(yè)務代碼 ThreadPoolExecutor tp = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 0, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>()); for (int i = 0; i < maxCount; i++) { tp.execute(new PerformanceRunnable()); } tp.shutdown(); tp.awaitTermination(1, TimeUnit.SECONDS); // 等待線程池執(zhí)行完成 // 結束時間 long etime = System.currentTimeMillis(); // 計算執(zhí)行時間 System.out.printf("線程池執(zhí)行時長:%d 毫秒.", (etime - stime)); System.out.println(); } /** * 線程性能測試 */ private static void ThreadPerformanceTest() { // 開始時間 long stime = System.currentTimeMillis(); // 執(zhí)行業(yè)務代碼 for (int i = 0; i < maxCount; i++) { Thread td = new Thread(new PerformanceRunnable()); td.start(); try { td.join(); // 確保線程執(zhí)行完成 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 結束時間 long etime = System.currentTimeMillis(); // 計算執(zhí)行時間 System.out.printf("線程執(zhí)行時長:%d 毫秒.", (etime - stime)); System.out.println(); }// 業(yè)務執(zhí)行類 static class PerformanceRunnable implements Runnable { @Override public void run() { for (int i = 0; i < maxCount; i++) { long num = i * i + i; } } }}
總結從線程和線程池的測試結果來看,當我們使用池化技術時,程序的性能可以提升 10 倍。此測試結果并不代表池化技術的性能量化結果,因為測試結果受執(zhí)行方法和循環(huán)次數(shù)的影響,但巨大的性能差異足以說明池化技術的優(yōu)勢所在。
無獨有偶,阿里巴巴的《Java開發(fā)手冊》中也強制規(guī)定「線程資源必須通過線程池提供,不允許在應用中自行顯式創(chuàng)建線程」規(guī)定如下:
因此掌握并使用池化技術是一個合格程序員的標配,你還知道哪些常用的池化技術嗎?歡迎評論區(qū)留言補充。
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